JPH04277446A - 電子管のコレクタ放熱構体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子管のコレクタ放熱
構体に関し、特に高周波増幅作用に関与し終わった電子
ビームが捕集されることにより発生する熱を効率良く放
散するコレクタ構体に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子管、たとえば進行波管においては、
電子銃から発生する電子ビームの運動エネルギーは、そ
の一部が遅波回路において高周波エネルギーに変換され
るが、残りはコレクタで熱エネルギーに変換される。こ
のためコレクタは熱発生源となり、コレクタにおいて発
生する熱により動作中の管球温度は上昇する。しかし、
管球の安定な動作のためには、管球温度をできるかぎり
下げる必要があり、コレクタに放電のための部品を取り
付け伝導冷却あるいは強制空冷等の手段によりコレクタ
に発生する熱を外部に放散している。

【０００３】図３（ａ）は従来の金属製円筒外囲器を有
する進行波管であり、螺旋形遅波回路を用い電子ビーム
集束装置として周期磁界装置を有し、伝導冷却方式を採
用している進行波管を金属製ケースに収納したものの主
としてコレクタ部分の断面図である。また図３（ｂ）に
は、図（ａ）のＢ−Ｂ′断面図を示す。図３（ａ），（
ｂ）において、電子銃（図示せず）で発生した電子ビー
ムは、周期磁界装置３によって集束され、遅波回路１を
経て略円筒状のコレクタ５に導かれる。セラミック環４
は、コレクタ５と、遅波回路１と同電位にある金属製の
真空外囲器６とを電気的に絶縁している。

【０００４】増幅されるべき高周波は、入力部（図示せ
ず）から遅波回路１に導かれ、電子ビームとの相互作用
により増幅されて出力部２から取り出される。コレクタ
５で発生する熱は、その円周外側面を包む金属製の放熱
体７を介して金属製のケース基板１２に伝導されて外部
に放散される。ケースカバー１１とケース基板１２はケ
ース１０を構成し、これらは熱放散と、周期磁界装置３
により形成される磁界に対する影響を考慮して非磁性金
属で作られている。またケース１０は、金属製真空外囲
器を有する進行波管の場合、遅波回路１と同電位となり
、同時に接地点となる。このため、コレクタ５を遅波回
路１の電位より低い電位で動作させるためには、コレク
タ５とケース１０は電気的に絶縁する必要がある。この
働きをしているのがすり割りを持つ円筒状のセラミック
製絶縁体からなるセラミック筒８であり、コレクタ５と
金属製の放熱体７との間を絶縁している。セラミック筒
８はコレクタ５と放熱体７との間に置かれ、放熱体７に
設けたねじ１３で締めつけて固定され、コレクタ放熱構
体９を構成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のコレクタ放熱構
体においては、コレクタ５とセラミック筒８、およびセ
ラミック筒８と放熱体７との接触状態が熱放散効率に大
きく影響する。よって、これらの接触面積を大きくする
ために、各々の部品の内外径を厳しく管理する必要があ
った。それでも極めて塑性変形しにくいセラミックと金
属との接触は事実上、数箇所の点あるいは線接触に頼ら
ざるを得ない。この欠点を少しでも補うために、それぞ
れの部品の接触部分にはシリコングリス等のヒートコン
パウンドを塗布して熱伝導効率を改善する努力が一般に
行なわれていた。しかしながら、ヒートコンパウンドの
最高使用温度はせいぜい３００℃以下であり、またその
経時劣化も考慮すると、従来のコレクタ放熱構体をコレ
クタ動作温度が４００℃を超える高出力電子管への適用
は困難であった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のコレクタ放熱構
体は、コレクタとセラミック筒、およびセラミック筒と
放熱体との間に金属細線からなる織り金網又は金属細線
の集成成型体からなる弾力性のある伝熱部材を設けるこ
とにより、部品の高い寸法精度が不要で、かつ４００℃
を超えるコレクタ温度にも耐えるコレクタ放熱構体を提
供するものである。

【０００７】

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明する
。図１（ａ）は本発明の第１の実施例のコレクタ放熱構
体を示す断面図であり、図１（ｂ）は（ａ）図のＡ−Ａ
′断面を示す図である。公知の構造の遅波回路１、出力
部２、周期磁界装置３を具えた真空外囲器６に、セラミ
ック環４を介して外形２０ｍｍ、長さ４０ｍｍの銅製の
コレクタ５を取り付けた。コレクタ５の円周外側面には
スズめっき銅細線を織った厚さ０．８ｍｍ、幅１３ｍｍ
の伝熱部材１４（日本メッシュ工業製メッシュテープ）
を一重密巻に巻いた。次に、伝熱部材１４の外周に内径
２１．５ｍｍ、外径２４．５ｍｍですり割りをもつベリ
リアセラミック製のセラミック筒８を被せ、セラミック
筒８の円周外側面に前記と同様の伝熱部材１４を一重密
巻に巻いた。

【０００８】こうして作製したコレクタ構体を内径２６
ｍｍの貫通孔を持つ銅製の放熱体７に挿入し、放熱体７
に設けたすり割り部をねじ１３で締めつけてコレクタ放
熱構体９とした。コレクタ放熱構体９は、ケース基板１
２に取り付けられたケースカバー１１を被せて進行波管
を完成した。完成した進行波管のコレクタ動作温度は約
４００℃であるが、長期間の動作にもコレクタ温度の変
化は認められなかった。　　図２は本発明のコレクタ放
熱構体の第２の実施例を示す断面図である。外径３０ｍ
ｍ、長さ１２０ｍｍの円筒状の銅製のコレクタ２５の円
周外側面に厚さ１０μｍの銀めっきを施し、さらにその
外側面にモネル細線を成型加工した厚さ１ｍｍのシート
状の伝熱部材２４（日本メッシュ工業製メッシュガスケ
ット）を巻き、８００℃の水素雰囲気で加熱して銀めっ
きを溶解しコレクタ２５と伝熱部材２４とを接着した。 また、内径３８ｍｍの真空外囲器を兼ねる円筒状の銅製
放熱体２７にも同様の方法で前記と同様の伝熱部材２４
を接合した。放熱体２７には、同時にその円周外側面に
銅製板状の放熱翼３０もろう付した。次に、伝熱部材２
４を接着したコレクタ２５を液体窒素で冷却し、内径３
１ｍｍ、外径３７ｍｍのベリリアセラミック製セラミッ
ク筒２８の内部に圧入した。さらに同様の方法でセラミ
ック筒２８を、伝熱部材２４を接着した放熱体２７の内
部に圧入してコレクタ放熱構体２９を作製した。

【０００９】こうして製作したコレクタ放熱構体２９の
コレクタ２５と放熱体２７をそれぞれ遅波回路と接合し
て進行波管を完成した。完成した進行波管はコレクタ動
作温度が５００℃を超えるが、局所的な温度上昇による
ガス放出や長時間の動作による熱放散効率の劣化は認め
られなかった。

【００１０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のコレクタ
とセラミック筒、およびセラミック筒と放熱体との間に
金属細線からなる織り金網又は金属細線の集成成型体か
らなる弾力性のある伝熱部材を設けることにより、部品
の高い寸法精度が不要で、かつ４００℃を超えるコレク
タ温度にも耐えるコレクタ放熱構体を提供するものであ
る。伝熱部材を設ける位置は、コレクタとセラミック筒
、およびセラミック筒と放熱体との間のいずれか一方で
も効果は認められるが、その場合はより高温側のコレク
タとセラミック筒との間に配置したほうが有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のコレクタ放熱構体を示
す図で、（ａ）図は断面図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ−
Ａ′断面図である。

【図２】本発明のコレクタ放熱構体の第２の実施例をし
めす断面図である。

【図３】従来のコレクタ放熱構体を示す図で、（ａ）図
は断面図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ′断面図である
。

【符号の説明】

１　　　　遅波回路 ２　　　　出力部 ３　　　　周期磁界装置 ４　　　　セラミック環 ５，２５　　　　コレクタ ６　　　　真空外囲器 ７，２７　　　　放熱体 ８，２８　　　　セラミック筒 ９，２９　　　　コレクタ放熱構体 １０　　　　ケース １１　　　　ケースカバー １２　　　　ケース基板 １３　　　　ねじ １４，２４　　　　伝熱部材 ３０　　　　放熱翼

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　金属製コレクタと金属製の放熱部とを
   セラミック製の絶縁体で絶縁した電子管のコレクタ放熱
   構体において、前記コレクタと前記絶縁体との間及び前
   記絶縁体と前記放熱部との間の少なくともいずれか一方
   に、金属細線からなる織り金網若しくは金属細線の集成
   成型体が配置されていることを特徴とする電子管のコレ
   クタ放熱構体。